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A Study on Acceleration of Transient Brake Section and Skidding Section

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(1)

불완전 제동구간과 활주구간의 감속도 변화에 대한 연구

김길배

1

․정우택

1

․류태선

1

․오영태

2

*

1

도로교통공단 본부,

2

아주대학교 건설교통공학과

A Study on Acceleration of Transient Brake Section and Skidding Section

KIM, Kil Bae

1

․JUNG, Woo Teak

1

․RYU, Tae Sun

1

․OH, Young Tae

2

*

1

Headquaters, Road Traffic Authority, Seoul 100-789, Korea

2

Department of Civil & Transportation engineering, Ajou University, Gyeonggi 443-749, Korea

Abstract

Driver ordinarily takes sudden braking when urgent situation is developed or when the vehicle is involved in an unexpected accident. Therefore, the most common trace at a traffic accident scene is skid mark. Currently, in investigating traffic accident, overspeed is determined by the length of skid mark. However, in order to identify accurate cause of accident, estimation of pre-braking speed which takes into account speed reduction during transient time should be considered as a requirement. In a recent study, several ways to estimate pre-braking speed were suggested, but none considered to differentiate the decelerating transient brake section and skidding section. This study analyzed trends of decelerating transient brake section and skidding section by real braking test.

운전자가 위급한 상황을 인지하였을 경우 일반적으로 가장 먼저 급제동 조치를 취하게 된다. 그렇기 때문에 교통사 고 현장에서 가장 흔하게 볼 수 있는 흔적이 급제동흔적, 즉 스키드마크라 할 수 있다. 오늘날까지 스키드마크의 길이 를 측정해서 사고 당시 속도를 추정하고 이를 통해 과속 여부를 판단하고 있다. 그러나 스키드마크의 길이를 통해 추 정된 속도는 불완전 제동구간의 감속정도를 배제한 활주직전의 속도로써 제동직전 속도와는 다소 차이를 보인다. 최 근 연구에서 제동직전 속도를 추정하기 위해 실차 실험을 통해 몇가지 방법이 제시되었으나, 물리적 원칙에 입각하 여 제동직전 속도를 산정할 수 있는 근본적인 방법을 제시하지 못하였다. 그 중에서도 가장 핵심적인 사항이 불완전 제동구간과 활주구간의 감속도를 파악하는 것이며, 본 연구에서는 승용차와 대형차의 실차 급제동 실험을 통해서 불 완전 제동구간과 활주구간의 감속도 경향을 분석하였다. 본 연구는 자동차의 실질적인 제동직전 주행속도를 산출할 수 있도록 기초정보를 제공하고 나아가서는 현행보다 과속 적용의 범주가 확대됨에 따라 운전자의 경각심을 유발하여 국가 교통사고 감소에 일조할 수 있을 것으로 기대된다.

Key Words

Braking Distance, Pre-Braking Speed, Skid Mark, Skidding Section, Transient Brake Section 제동거리, 제동전 속도, 스키드마크, 활주구간, 불완전제동구간

* : Corresponding Author Received 19 March 2012, Accepted 10 July 2012 [email protected], Phone: +82-31-219-2537, Fax: +82-31-215-7604

Ⓒ Korean Society of Transportation

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0)

which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

(2)

Overview on the necessity of study

Research approach and establishing methodology of study

Braking Test & Data Collection

Deceleration Trend Analysis

Deceleration Analysis of Transient Braking section

Deceleration Analysis of Skidding section

Conclusion

Figure 1. Flow chart

Ⅰ. 서론 1. 연구의 배경 및 목적

운전자들이 자동차의 주행속도를 판단하는 계량적 기 준은 오로지 자동차 주행계에서 표출되는 속도지만, 최 근에는 네비게이션 장착차량이 증가함에 따라, GPS방 식의 표출속도를 보고 차량의 주행상태를 판단하기도 한 다. 그렇지만 이러한 표출속도는 주행계의 오차와 GPS 의 1-2초 정도 표출지연에 의한 오차 등으로 당시의 주 행속도라고 보기에는 어려움이 있다.

교통사고시에는 대다수 운전자들이 이러한 표출속도 를 본 기억을 더듬어서 대략 어느 정도일 것이라고 진술 하고 있으나, 제한속도를 초과해서 운행했을 때는 과속 에 대한 형사적 제재 때문에 진실을 말하는 경우는 매우 드물 것으로 판단된다. 실제로 교통사고시 과속으로 처 리하는 경우가 0.2%에 불과한 것을 보면 그만큼 과속을 자백받고 입증하기가 쉽지 않다는 것을 짐작할 수 있다.

현재 경찰에서 교통사고시 자동차 주행속도를 판단하 는 기준은 스키드마크의 길이 즉 활주구간의 길이와 운 행기록계에 나타난 속도, 영상기록 분석에 의한 속도 등 으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 스키드마크의 길이에 의한 속도 산출방법은 가장 전통적인 방법으로써 법정에 서도 널리 인정되어 왔으며, 최근에는 운행기록계나 영 상분석에 의한 속도까지 점차 입증자료로써 인정되고 있 는 실정이다. 그러나 스키드마크 길이에 의한 속도는 자 동차의 불완전제동구간(Transient Brake Section)의 감속 정도를 배제한 활주직전의 속도로써 통상 실제 속 도보다는 낮게 산출되는 경향이 있다.

이를 보정하기 위해 최근에는 활주거리와 제동직전 속도를 비교분석하여 일련의 실험식으로 제시한 바 있지 만, 이론적인 방법으로 제동직전 속도를 산출하기 위한 실험적 연구는 아직 미진한 실정이다. 여기서 말하는 제 동직전 속도 산출방법의 핵심은 불완전제동구간과 활주 구간의 감속도 변화이다. 이 값이 특정화된다면 현행 자 동차 속도 추정방식보다 진보한 속도 산출방법을 제시할 수 있게 될 것이다.

본 연구에서는 실차 제동실험을 통해 얻어진 시간대 별 감속도 데이터와 속도데이터를 토대로 불완전 제동구 간과 활주구간의 감속도 변화가 어떻게 이루어지는지 파 악하고자 한다. 향후 이 연구결과가 공론화된다면 교통 사고 처리시 과속의 범주가 확대됨에 따라 운전자 처벌

이 강화되어 정부의 교통사고 감소정책에 일조할 것으로 판단된다.

2. 연구의 방법 및 범위

본 연구는 자동차 제동실험을 통해 불완전 제동구간 과 활주구간의 분포를 파악하고 각 구간별 감속도 변화 가 어떻게 이루어지는지를 실증적으로 파악하고자 한다.

연구의 방법 및 범위는 건조한 아스팔트 포장도로에 서 제동력 테스트 장비(VERICOM-4000 DAQ)를 장 착하고 다양한 속도로 주행하다가 급제동하여 얻어진 결 과치에 한정된다. 특히 실차 실험시에는 운전자의 특성 에 의한 제동거리의 차이를 최소화하기 위해 제동실험의 경험이 있는 사고조사 전문가를 운전자로 하였다. 또한 활주구간의 길이는 제동실험 직후 노면에 발생된 스키드 마크를 사고조사 전문가가 실측하여 얻어진 데이터이다.

전반적인 연구의 과정은 Figure 1과 같다.

Ⅱ. 기존 연구 고찰 1. 자동차 급제동 후 정지하기까지의 과정

자동차가 진행 중 급제동하게 되면 엔진으로부터 추진 력을 받아 구르던 바퀴가 회전을 멈추고 잠기게 되는데 이 때 차량의 타이어가 노면 상에 약 20% 정도의 미끄럼비 를 보일 때 노면과 타이어간의 마찰계수는 최대를 보이고 이후 감소하여 평균마찰계수를 유지하면서 급제동되어 최

(3)

Max.Revolution Skidding Start Max.Friction

Full Locked Braking on

Shadow mark Mechanical Delay

Transient Braking Section

skid mark Pre-Braking Speed

Pre-Skidding Speed

Figure 2. Generation process of skid mark

종적으로 차량속도가 0에 이를 때까지 노면 위를 미끄러

지게 된다. 즉 타이어가 완전히 잠김되어 스키드마크가 진 하게 발생된 구간의 마찰계수보다 스키드마크가 발생되기 직전 또는 섀도우마크 발생지점의 마찰계수가 더 높은 편 이다. 여기서 미끄럼비(S)는 다음과 같이 표시된다.

 

 

×

(1)

V : 자동차의 속도(m/sec) w : 타이어의 각속도(rad/sec) R : 타이어반경(m)

: 타이어주속도(m/sec)

은 타이어의 원주속도이기 때문에 타이어가 노면에 서 미끄러지지 않고 회전하는 상태에서 제동할 경우는

= V가 되기 때문에 미끄럼비는 0이 되어 노면과 타 이어는 미끄럼 없이 정지된다.

또한 주행 중인 자동차를 급제동할 경우는

=0이 되기 때문에 노면과 타이어의 슬립비는 1.0으로 되어 타 이어는 방향성을 잃고 차량은 방향안정성을 상실하게 된 다. 주행 중인 자동차가 제동할 경우 노면과 타이어와의 마찰계수를 브레이크 저항계수라고 하며, 미끄럼비가 0.2-0.3일 때 브레이크 저항계수는 가장 크다.

이것은 자동차를 급제동하는 경우보다 브레이크 드럼 과 라이닝의 슬립율을 20-30%에서 브레이크를 작동시 키는 것이 제동이 원활하고 제동거리도 짧다는 것을 나 타내고 있다. 최근 자동차는 급제동시의 이상현상을 방 지하기 위해 ABS시스템을 장착하여 자동적으로 미끄럼 비를 조절해 제동효과를 향상시키도록 하고 있다.

스키드 마크(skid mark)는 Figure 2와 같이 브레이 크를 작동하여 약 0.2-0.4초 이내(대형트럭의 경우 최 대 0.8초 내외) 정도에서 바퀴와 노면과의 마찰력이 운 동하던 차량의 관성력을 급속하게 감소시키는데 이 크기 정도에 따라 스키드마크의 길이 및 형태가 달리 나타나 며, 승용차를 건조한 노면에서 여러 차례 실험하여 기계 에서 측정된 총 제동거리와 노면 상에 발생된 긴 스키드 마크를 비교한 결과 스키드마크의 발생시점은 총 정지거 리의 약 30% 범위 내에서 발생되나 보통 제동시점에서 부터 제동거리 15% 범위 내에서 스키드마크가 시작되 며, 다소 젖은 노면에서는 스키드 마크 발생시점이 조금 늦어져 약 25%의 범위 내에서 발생된다고 한다.

불완전 제동구간과 활주구간의 감속도를 고려한 제동

직전 속도는 에너지 보존법칙에 의거 다음과 같이 나타 낼 수 있다.

 

      

  

   

(2)

 

      

(3)

 

: 제동직전 속도(m/s)



: 불완전제동구간의 길이(m)



: 불완전제동구간의 감속도(㎨)

2. 기존 연구내용 검토

류태선(2009) 등은 건조한 아스팔트 포장 노면에서 2002․2005년식 ABS 비장착 기아 옵티마 승용차량을 대상으로 급제동실험을 하여, 스키드마크는 최초 바퀴가 잠김되어 감속도가 1.0G-1.2G에 근접하는 정점에 이른 후 발생하기 시작해 이후 안정화상태에 접어들게 되므로 불완전 제동구간의 평균감속도는 0.5G 내외이며, 활주구 간의 감속도는 0.67-1.07G이고 평균값은 0.865G라고 하였다. 그리고 활주시의 평균 감속도와 활주직전 속도 와의 관계를 식(4)와 같이 제시하였다.

그러나 이 값은 오륜장비(Fitth Wheel)에서 얻어지는 제동거리와 제동직전 속도, 그리고 제동시간, 감속도값 등 과 불완전 제동구간 감속도값을 0.4-0.6G 범주로 특정하 여 산출된 수치이므로 보다 실증적인 검토가 필요하였다.

  

  

 

(4)



: 활주시 평균마찰계수



: 활주직전 속도(km/h)

김기남(2007) 등은 건조한 아스팔트 포장 노면에서 ABS 비장착 2,000cc급 승용차량을 대상으로 급제동 실

(4)

Dry Road Wet Road Peak Sliding Peak Sliding

 

0.95 0.85 0.75 0.7

k 0.0017 0.0025 0.0075 0.005

Table 2. Parameters for equation(6)

Speed Range (km/h)

Lockup Speed (km/h)

Deceleration of Transient Braking section

Deceleration of skidding

section

40 70%

5.9 ㎨

0.77- 0.89G

60 76%

80 84%

6.3 ㎨

100 82%

Table 1. Research result by kinam, Kim(2007)

Vehicle Product.

Year Length × Width Weight Starex 2004 4,695×1,885mm 2,580kg

Tire 205mm/ 70 /15inch Granbird 2007 12,020×2,490mm 15,300kg

Tire 12R22.5-16PR

New Power Truck

2005 12,630×2,495mm 39,495kg

Tire 12R22.5-16PR

Table 3. Specifications of test car

Figure 3. Good(left) & Worn(right) road surface

험을 하여 제동직전 속도, 바퀴잠김시의 속도와 소요 시간,

스키드마크 길이, 정지거리, 활주구간의 마찰계수를 제시하 였다. 이 연구에서 제동직전 속도 40km/h에서는 30%, 60km/h에서는 24%, 80km/h에서는 16%, 100km/h 에서는 18%가량 감속되면서 바퀴가 잠김되었고, 불완전 제동구간의 감속도는 제동직전 속도 40-60km/h 속도 범위에서 약 5.9 ㎨, 80-100km/h에서 약 6.3 ㎨로 나 타났다. 그리고 활주구간에서의 감속도 범위는 약 0.77- 0.89G이고, 저속에서의 감속도 값이 고속보다 조금 높 게 나타났다(Table 1 참조).

한창평(2007) 등은 건조한 아스팔트 포장 노면에서 ABS 비장착 1,800cc급 승용차량을 대상으로 급제동 실 험을 하여 실제 제동거리는 스키드마크 길이보다 약 20%가량 크며, 제동직전 속도와 제동거리는 식(5)와 같은 관계가 성립된다고 하였다.

 × ±

 × ∼

(5)

: 제동직전 속도(km/h) G : 경사도(%)

d : 제동거리(m)

김기남, 한창평 등의 연구는 제동직전 속도산정에 초 점을 두었기 때문에 불완전제동구간과 활주구간의 감속 도 변화에 대한 구체적인 사항을 제시하지 않았다.

Limpert(1994)는 바이어스플라이(bias ply) 타이어와 래디얼(radial) 타이어에 대한 실험을 통해 타이어-노면간 마찰계수(f)가 속도와 상관관계가 있음을 보여 주었다.

    

(km/h) (6)

여기서,

는 저속시의 마찰계수이고, k값은 속도에 따른 마찰계수의 감소율을 의미한다. 각 변수들은 건조 한 노면과 습윤한 노면을 구분하여 다음과 같은 값을 제 시하고 있다.

Limpert에 의한 연구 결과는 자동차의 성능 향상에 따른 제동마찰계수 임계치의 변화를 반영치 못하고 있으

며 또한 불완전제동구간에서의 감속효과에 대해서는 언 급되어 있지 않다.

Ⅲ. 제동 후 감속도의 경향 분석 1. 실험방법 및 결과

실험차종은 대형 승용 및 대형승합, 대형화물 3종이 며 각각의 제원은 Table 3과 같다. 실험장소는 경기도 평택과 충남 서천의 종단경사가 없는 건조하고 평탄한 아스팔트 노면이며, 교통량이 작아 새로 포장된 것 같이 표면의 마모가 적은 비교적 양호한 도로(Figure 3)에서 실험을 진행하였다.

실험차량 운전자는 운전자 특성에 의한 제동거리의 차이를 감소시키기 위해 승용차량의 경우 제동실험 경험 이 있는 사고조사 전문가 2명을 선정하여 교대로 실험에 임하게 하였고, 대형차량은 10년 이상 운전경력의 운전 자가 실험을 수행하게 하였다. 그리고 조수석 또는 탑승 석에는 실험장비를 제어할 수 있는 전문가 1명을 동승시 켰고, 급제동 실험 후에는 활주거리를 사고조사 전문가

(5)

Figure 5. Vericom 4000 DAQ Figure 4. Skidding dstance measurement

Test Car

& Road

Pre-Braking Speed(kph)

Transient Braking section Skidding section Braking

Distance Distance(m) Time(sec) Deceleration Speed(km/h) Distance(m) Deceleration (m)

Passenger Car

40.25 4.00 0.40 0.73 28.30 4.00 0.79 8.00

43.62 4.50 0.40 0.74 32.16 4.80 0.85 9.30

52.05 6.60 0.50 0.76 38.99 8.00 0.75 14.60

52.60 6.60 0.50 0.77 38.45 7.70 0.76 14.30

67.74 9.90 0.60 0.75 48.96 12.40 0.76 22.30

67.74 10.30 0.60 0.75 51.13 13.30 0.77 23.60

72.33 11.00 0.60 0.78 56.48 17.00 0.74 28.00

73.41 11.40 0.60 0.76 58.56 18.50 0.73 29.90

77.11 10.50 0.50 0.73 59.14 18.90 0.73 29.40

89.10 12.20 0.50 0.77 77.97 31.80 0.75 44.00

large sized BUS

34.05 4.00 0.40 0.55 29.9 4.70 0.75 8.70

50.98 6.70 0.50 0.55 40.4 8.80 0.73 15.50

51.83 6.80 0.50 0.57 40.6 8.90 0.73 15.70

69.37 10.00 0.50 0.66 58.1 19.00 0.70 29.00

87.81 11.30 0.50 0.57 73.3 31.60 0.67 42.90

Heavy Truck

34.77 3.80 0.50 0.57 31.89 5.60 0.72 10.90

47.53 5.80 0.50 0.50 39.62 10.30 0.60 16.10

52.11 6.40 0.50 0.53 43.42 13.80 0.54 20.20

73.57 11.30 0.60 0.53 57.54 23.70 0.55 35.00

82.83 15.60 0.60 0.51 73.74 38.10 0.56 67.70

Table 4. Test result

2명이 실측하게 하였다(Figure 4).

실험차량에 탑재된 장비는 VC4000DAQ로써, 미국의 VERICOM사에서 개발된 비접촉식 측정방식의 장비이 다. 이 장비는 자동 수평보정장치, 가속도계, Pressure

& RPM센서 등을 포함하고 있으며, 내부 진자의 민감한 움직임 정도를 통해 속도, 가감속도 등을 측정한다 (Figure 5).

이 장비는 미국 미네소타주의 St. Cloud State University 부설 Highway Safety Center에서 정확 도 검증을 시행하였으며, 그 결과 속도, 거리, 가속도, 시간 등에 있어서 1% 미만의 오차를 보였다고 한다.

급제동 실험 후에는 VC-4000DAQ과 PC를 동기화하 여 제동직전 속도, 제동시간, 평균감속도, 제동거리 등의

데이터를 취득하였다. 취득된 데이터는 Table 4와 같다.

2. 불완전 제동구간의 감속도 변화

Figure 6은 제동거리 대비 불완전 제동구간의 비율 을 제동직전 속도별로 나타낸 것이다. 승용차종은 노면 상태와 관계 없이 제동전 속도가 증가할수록 전체 제동 거리에서 차지하는 불완전 제동구간의 비율이 일정하게 감소하고 있으나, 대형차종은 대체로 큰 변화를 보이지 않고 있다. 각 차종별 제동거리 대비 불완전제동구간의 비율 평균값은 Table 5와 같다.

Figure 7은 제동직전 속도별 불완전 제동시간을 나 타낸 것이다. 불완전 제동시간은 대체로 0.4-0.6초로 나타났으며, 제동직전 속도가 높아질수록 불완전 제동시

(6)

Pre-Braking Speed

30-40 km/h

41-50 km/h

51-60 km/h

61-80 km/h

81-95 km/h Passenger Car 50.0% 48.4% 45.7% 40.2% 27.7%

a large-sized

BUS 34.5% 43.3% 34.5% 26.3%

Heavy Truck 34.9% 36.0% 31.7% 32.3% 23.0%

Table 5. Ratio of transient braking section for braking distance

Figure 6. Ratio of transient braking section for braking distance

1

Figure 7. Transient braking time

1

Figure 8. Deceleration of transient braking section

1

Figure 9. Deceleration of passenger car

1

Figure 10. Deceleration of a large-sized BUS with ABS

1

Figure 11. Deceleration of heavy truck with ABS

간도 길어질 것으로 예상되나 결과적으로는 큰 의미를

부여할 수 없었다.

그 이유는 실측되는 활주구간의 길이가 관측자의 육 안 판단기준이기 때문에 최초 스키드마크가 발생되는 위 치가 다소 유동적이기 때문인 것으로 판단된다.

Figure 8은 차종별 불완전 제동구간의 감속도를 나타 낸 것이다. 승용차종은 0.7-0.8G, 대형승합과 화물차종 은 승용차종보다 0.1G 이상 낮은 0.5-0.6G의 범주로 나타났다. 이것은 자동차 중량에 따라 제동력 전달과 노 면과의 마찰에 차이가 있기 때문인 것으로 판단된다.

Figure 9-11은 승용차와 대형차량의 급제동시 시간 대별 감속도 변화를 나타낸 것이다. 승용차 57.7km/h,

(7)

Figure 12. Deceleration as a function of pre-skidding speed

1

구분

 

k

Passenger Car 0.837 -0.0015

a large-sized BUS 0.804 -0.0018

Heavy Truck 0.735 -0.0029

Table 6. Parameters for equation(7)

Figure 13. Ratio of transient braking distance for skidding distance

1

대형승합 69km/h, 대형화물은 47.5km/h에서 각각 급 제동한 결과로써 초기 임계감속도가 승용차는 1.0G, 대 형승합은 0.9G, 대형화물은 0.7G까지 도달하였다.

불완전 제동구간은 급제동 후 활주하기 전까지의 구간 이므로 급제동 초기의 임계감속도와 임계값에 도달하는 시간에 있어서 차종별로 차이를 보임에 따라 승용차종의 불완전 제동구간 감속도가 높게 나타난 것으로 판단된다.

3. 활주구간(완전제동구간)의 감속도 변화

Limpert는 제동마찰계수와 활주직전 속도와는 선형 관계가 존재하며, 활주직전 속도가 높아질수록 제동마찰 계수는 낮아진다고 하였다.

이것은 정적 마찰과 동적 마찰의 개념으로 설명할 수 있다. 정적 마찰은 물체가 편평한 표면에서 미끄러지기 시 작할 때의 마찰이며, 동적 마찰은 100% 미끄럼이 발생하 는 시점의 마찰로써 통상 물체에 작용하는 힘은 동적 마찰 이 정적 마찰에서 작용하는 수평력보다 작기 때문이다.

Figure 12는 차종별 활주직전 속도별 활주구간의 감 속도 변화를 나타낸 것이다. 앞서 언급된 내용과 같이 속 도가 증가할수록 감속도는 하향 추세를 보이고 있으며 승용, 대형승합, 대형화물의 순으로 y절편값이 높게 나 타났다. 여기서, y 절편값은 통계적 의미에서 저속주행 시의 타이어-노면간 최대 마찰계수를 의미하며, 대형승 합 차종의 마찰계수가 승용차와 유사하게 나타났다.

현재까지 실무에서 4톤 이상의 차종에 대해서는 승용 차 마찰계수의 75-85%를 적용하고 있었지만, 최근 대 형차량의 ABS 장착 의무화와 제동성능 향상에 따라 감 속성능이 향상된 것으로 판단된다.

Figure 12의 활주직전 속도와 타이어-노면간 마찰계 수와의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

   

(7) 여기서,

: 저속에서의 마찰계수

k : 마찰계수 감소율 V : 활주직전 속도(km/h)

식(7)에 의거, 타이어-노면간 마찰계수와 활주직전 속 도와의 관계를 정리하면 Table 6과 같이 나타낼 수 있다.

Figure 13은 활주직전 속도별 활주거리 대비 불완전 제동구간의 비율을 나타낸 것이다. 활주직전 속도가 증 가함에 따라 평균 감속도는 감소하게 되는데, 이와는 달

리 불완전 제동구간의 임계감속도는 일정하게 유지되기 때문에 활주거리 대비 불완전 제동구간의 비율은 감소하 는 경향을 보이는 것이다. 이 관계는 비교적 상관성이 높 게 나타나기 때문에 현장에서 활주거리를 측정하게 된다 면 불완전 제동구간의 길이를 추정할 수 있으므로 제동 직전 속도를 산정하는데 매우 유용할 수 있다.

Ⅳ. 결론 및 향후 연구과제

운전자가 위급한 상황을 인지하였을 경우 일반적으로 가장 먼저 행하는 조치가 급제동이다. 그렇기 때문에 교 통사고 현장에서 가장 흔하게 볼 수 있는 것이 급제동흔 적, 즉 스키드마크라 할 수 있다.

(8)

스키드마크는 그 길이를 측정해서 오늘날까지 사고 당시 속도를 추정하는 가장 기본적인 물적 증거자료로써 법정에서도 인정되는 몇 되지 않는 흔적이라 할 수 있다.

그러나, 스키드마크의 길이만으로 추정된 속도는 불완전 제동구간의 감속정도를 배제한 활주 직전의 속도로써 제 동직전 속도와는 다소 차이를 보인다.

최근 연구에서 제동직전 속도를 추정하기 위해 실차 실험을 통해서 불완전 제동구간의 감속비율을 제시한다 거나 불완전 제동구간의 일부를 제동거리로 포함시켜 추 정하는 방식이 제안되었으나, 식(3)과 같이 물리적 원칙 에 입각하여 제동직전 속도를 산정할 수 있는 근본적인 방법을 제시하지 못하였다.

본 연구에서는 승용․대형승합․대형화물차량의 실차 제 동실험을 통해 불완전 제동구간과 활주구간의 감속도 경향 을 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같이 제시할 수 있다.

불완전 제동구간의 감속도는 승용차가 0.7-0.8G, 대 형승합․대형화물차종은 승용차종보다 0.1G 이상 낮은 0.5-0.66G의 범주이며, 불완전 제동시간은 0.4-0.6초 로 나타났다. 그리고 불완전 제동구간의 임계감속도는 승용차가 1.0G, 대형승합 0.9G, 대형화물차가 0.7G로 나타났다.

또한 정적 및 동적 마찰의 원리에 따라 활주직전 속도 가 높아질수록 제동마찰계수는 낮아지며, 활주직전 속도 와 감속도는 일정한 선형관계를 가진다(Table 6).

본 연구는 자동차의 실질적인 제동직전 주행속도를 산출할 수 있도록 기초정보를 제공하고, 나아가서는 현 행보다 과속 적용의 범주가 확대됨에 따라 운전자의 경 각심을 유발하여 국가 교통사고 감소에 일조할 수 있을 것으로 기대된다.

향후에는 더욱 정확한 속도분석과 관련된 기초자료를 제시하기 위해 실험차종, 속도범주, 노면종류(아스팔트, 콘크리트, 비포장 등), 노면상태 등을 세분화하여 보다 진일보된 감속도 정보를 제시하고, 궁극적으로 활주거리 만으로 정확한 제동직전 속도를 산출할 수 있도록 분석 모형화하는 것이 필요하다.

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♧ 주 작 성 자 : 김길배

♧ 교 신 저 자 : 오영태

♧ 논문투고일 : 2012. 3. 19

♧ 논문심사일 : 2012. 5. 18 (1차) 2012. 7. 10 (2차)

♧ 심사판정일 : 2012. 7. 10

♧ 반론접수기한 : 2013. 2. 28

♧ 3인 익명 심사필

♧ 1인 abstract 교정필

수치

Figure 2. Generation process of skid mark 종적으로 차량속도가 0에 이를 때까지 노면 위를 미끄러지게 된다. 즉 타이어가 완전히 잠김되어 스키드마크가 진하게 발생된 구간의 마찰계수보다 스키드마크가 발생되기 직전 또는 섀도우마크 발생지점의 마찰계수가 더 높은 편이다
Table 3. Specifications of test car
Figure 5. Vericom 4000 DAQ Figure 4. Skidding dstance measurement
Figure 12. Deceleration as a function of pre-skidding  speed 1 구분   k Passenger Car 0.837 -0.0015 a large-sized BUS 0.804 -0.0018 Heavy Truck 0.735 -0.0029

참조

관련 문서